点对点立体声广播系统的检测技术初探潘俊清

点对点立体声广播系统的检测技术初探潘俊清

潘俊清

内蒙古广播电视局610台内蒙古呼和浩特010050

摘要：点对点立体声广播系统是我国点对点立体声广播业务的载体，主要用于广播电台播控中心与调频广播发射机房之间的节目传送。它不但可在播控中心到发射台这样两个固定点之间传送广播节目，还可用于从转播的现场（如会场、剧场、体育馆等）把广播节目信号传送回播控中心。

关键词：点对点立体声广播系统；检测技术

在立体声播音或放音时，如果左右声道信号存在相位差和电平差，对播音或放音质量将会产生一定影响，出现声像漂移、音量减小、噪音增大和失真等故障现象。左右声道相位差电平差越大，音质也越差，严重时还会造成无音故障[1]。

一、应用现状

从播控中心到发射台用系统传输信号时，有时还会遇到这样的情况：即发射机到接收机的距离大于单个系统所能传输的距离，或者两者之间存在较大的障碍物而无法取得通畅的（视距）路径，这就需要采用有源的转发系统。一组转发系统包括一台发射机和一台接收机。一种较好的转发系统是采用中频转发的方式，具体方法是：在转发点不是将接收的信号解调为音频信号（或立体声复合信号），而仅仅是转换为中频信号，然后送往转发的发射机，这就避免了经过转发造成信号劣化的问题。随着光纤技术、卫星技术以及数字微波技术的发展，考虑节目传送的安全因素和成本因素，国内现有的系统逐渐被上述传输技术所取代，仅少量省份仍然应用系统于广播节目传输。在一般情况下，系统接收天线与发射天线为同种类型天线，在传输环境足以保证进入接收系统功率大于-47dBm的前提条件下，也可采用八木天线作为发射和接收天线，其增益比发射天线小10dB左右，大约为8dB。

二、点对点立体声广播系统的检测技术初探

1.检测环境介绍。立体声广播发射机是一套整体系统，由于发射机体积庞大，测试地点一般选择现场测试，将发射天线用假负载替换，测试方法一般选择黑盒测试，直接将射频信号输出至测试接收机，对发射机的技术指标进行检测。

设备的更新换代，原本需要多台测试仪表共同配合进行测试的项目，现在只需要两台设备就可以完成所有测试，检测仪器设备其中，功率计用来测试发射机发射功率，广播测试接收机同时具备音频信号发生器和测试接收机的功能，通过音频信号发生器模式产生的基带音频信号作为立体声调频广播发射机左、右声道的输入，通过测试接收机模式对立体声调频广播发射机技术指标进行检测。

2.系统接收端仿真模型。接收端得到的频分复用信号分别经带通滤波器模块和分离出差信号已调信号、导频及和信号，因此设置参数分别为带通为了无失真地恢复出差信号，要对其已调信号进行相干解调，接收端须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波，此时需设计PLL倍频器。本设计采用带通滤波器模、计数器模块和压控振荡器模块组成锁相环，接收端中方框所围部分所示，此处，带通滤波器使得19kHz的信号通过，压控振荡器输出振幅静态频率输入灵敏度为，计数器最大计数值和原始值分别设成以便对压控振荡器输出的波形进行频得到波形，与提取的导频进行相位比较，最终得到满足同步要求的相干载波。为进行比较，模型中设置了一个手动切换开关来控制锁相环是否工作。将相干载波与接收的已调信号相乘经低通滤波器经加法器和减法器恢复出左声道信号和右声道信号，并分别用示波器模块和显示两路恢复信号的时域波形。手动开关连接导频，即锁相环工作系统处于同步方式，运行系统模型，得到左声道和右声道发送端和接收端时域波形图，对比发现接收的信号基本上与发送的信号波形一致，说明双声道调频立体声广播系统能够正常工作。并且噪声方差在0～1范围内变动，对结果影响较小，说明该系统具有较强抗干扰能力。

3.检测方法解析。立体声调频广播发射机所需测试技术指标主要分为两大类，一类是发射机直接调制基带信号后发射，如1kHz正弦波信号；另一类是发射机调制音频信号发生器输送给发射机左、右声道的音频信号后发射，本文从两大类技术指标中选取一些具有代表性的关键测试点进行解析。标称输出功率、标称发射频率、载波频率允许偏差、寄生调幅噪声、导频信号频率偏差和调制s信号的频率的残留分量对主载波的调制等参数的检测在发射机直接调制基带信号情况下测量。其中除标称输出功率直接通过功率计读出外，其他指标通过广播测试接收机进行检测。设置广播测试接收机进入测试接收机模式，输入发射机工作频率，其他指标可以根据检测结果再进行简单计算得出。残波辐射强度的检测其中不仅涉及了发射机本身的输出功率，还要对于其谐波进行检测，所以需要对其检测方法进行具体说明。首先，发射机关闭调制模式仅输出单载波，使用广播测试接收机测量发射机工作频率的信号功率记录为A，测量发射机工作频率二倍频的信号功率记录而技术要求中还要求同时满足小于1mW，但在检测过程中都是使用假负载耦合口输出的信号，我们应该如何来计算发射机实际的残波辐射强度呢？这里主要通过计算耦合口链路的衰减，还原残波辐射强度的方法，以1kW发射机为例说明。1kW的发射机发射功率应为60dBm，假设广播测试接收机测量发射机工作频率的耦合口输出功率是10dBm，二倍频输出功率是-50dBm，说明中间链路的衰减为50dB，可以还原出二倍频的实际输出功率为0dBm，即残波辐射强度为1mW。谐波失真指原有频率的各种倍频的有害干扰。放大1kHz的频率信号时会产生的二次谐波和许多更高次的谐波。谐波失真通常由一系列单独谐波幅度测量结果计算出来的，而不是一次测量得到的，理论上此数值越小，失真度越低。谐波失真检测需要广播测试接收机的音频信号发生器作为立体声调频广播发射机左、右声道的输入，广播测试接收机设置。频率响应是指音响设备对于不同频率成分的波形信号的还原特性。理想的音响设备，不论输入信号频率的高低，输出的音量都应该是相等的，其频率响应曲线是一条水平直线，而实际中频率响应是一条围绕直线上下波动的曲线。频率响应检测分为加重/去加重模式和不加重/不去加重两种模式，因为在调频广播中对音频信号采用预加重和去加重技术是为了提高系统在还原音频信号时的信噪比，预加重网络是在发射机端将原调制信号采用预先对调制声音中的高音成分提升，去加重则是在接收机端对声音的高频成分进行对等的衰减处理。以加重/去加重模式为例解析频率响应检测方法，首先立体声调频广播发射机要设置为预加重模式，再设置测试接收机参数，同理，不加重/不去加重模式频率响应的检测，只需在发射机设置为不加重模式，测试接收机预加重时间常数设置不去加重模式，即可得到不加重/不去加重模式的频率响应曲线。左、右声道分离度是立体声广播的一项重要指标，它是衡量立体感的一个尺度，它的好坏将直接影响到立体声的收听效果。分离度越高，说明左、右声道之间的串音越小、声像定位也越准确，它是表征立体声广播质量好坏，立体感是否显著的一项指标，所以也叫立体声的特征指标。

点对点立体声广播系统是我国广播电视综合覆盖网中的重要组成部分，其指标质量的好坏直接关系安全播出。在日常值班工作中，一般广电技术人员只注重系统运行时的指标，而忽略了设备性能的指标。本文通过搭建一套点对点立体声广播指标检测系统，详细设计了发射系统指标检测的流程。检测结果完全达到国家标准，这也为单位广电运维人员检测调频发射系统指标提供了有益参考。

参考文献：

[1]陈德泽.广播电视监测技术[M].北京：中国广播电视出版社，2018.

[2]GY/T169-2017，米波调频广播发射机技术要求和测量方法[S].

[3]方德葵，倪世兰，钱岳林.电视与调频发送技术[M].中国广播电视出版社，2018.